CN107031707B - 用于控制电机驱动动力转向系统的装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制电机驱动动力转向系统的装置和方法，起可抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉，其中转向感觉的变化可由电机驱动动力转向系统中部件的磨损和退化引起。该方法通过比较参考值与相对于转向角度的转向扭矩的变化率平均数据确定扭矩补偿量，并且根据确定的扭矩补偿量补偿驾驶员输入扭矩，使得可能有效地抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉，其中转向感觉的变化可由部件的磨损和退化引起。

Description

用于控制电机驱动动力转向系统的装置以及方法
技术领域
本发明涉及用于控制电机驱动动力转向系统的装置和方法，更具体地涉及能够抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉的装置和方法，转向感觉的变化可由电机驱动动力转向系统中部件的磨损和退化引起。
背景技术
一般来说，用于降低驾驶员的转向力的已知类型的动力辅助转向系统包括：液压动力转向(HPS)系统，其通过使用由液压泵产生的液压压力协助驾驶员的转向力；以及电机驱动动力转向(MDPS)系统(下文，称为‘MDPS’)，其通过使用电动电机的驱动扭矩协助驾驶员的转向力。
在MDPS的情况下，当在驾驶员操纵方向盘时执行转向辅助功能时，可根据车辆的行驶状况控制用于转向辅助的电动电机的输出，从而提供如与液压动力转向系统相比的改善的转向性能和转向感觉。
因此，能够根据行驶状况改变并控制由电机输出产生的转向辅助性动力的MDPS，已广泛地应用于最近上市的车辆。
MDPS可包括传感器，如根据方向盘的操纵检测转向角度(柱(column)输入角度)的转向角度传感器、检测输入通过方向盘的转向扭矩(方向盘扭矩和柱扭矩)的扭矩传感器、检测车辆速度的车辆速度传感器、车轮速度传感器、发动机旋转速度传感器、横摆率(yawrate)传感器，控制器(MDPS ECU)以及转向电机(MDPS电机)。
控制器从传感器接收转向输入信息，如转向角度、转向角速度(从转向角度信号的微分信号获得的角速度值)和转向扭矩，以及车辆状态信息(车辆速度、车轮速度、发动机旋转速度、横摆率等)，以便驱动转向电机并控制转向电机的输出。
在这种情况下，控制器根据车辆速度控制转向电机的驱动动力(电机输出)以便产生调节用于转向辅助的辅助性扭矩，并且控制器以低速度增大电机输出使得驾驶员可操纵轻方向盘，并以高速度降低电机输出使得驾驶员可操纵重方向盘，从而确保车辆的行驶稳定性。
如果当车辆以高速度行驶时方向盘过轻，那么甚至由方向盘的轻微操纵都可发生危险的情况，并且行驶稳定性变差。因此，通过根据车辆速度改变转向辅助特性以协助驾驶员使得当车辆以高速度直线行驶时，驾驶员可操纵较重的方向盘，可执行稳定的方向盘操纵。
通常，在控制器控制电机电流施加至转向电机(辅助性控制、电流量控制)时，获得协助驾驶员转向力的转向电机的输出。
在这种情况下，在调谐和计算电流量之后，控制器向转向电机基本提供对应于基于转向输入信息和车辆状态信息确定的输出值(转向系统输出扭矩，即转向电机输出扭矩)的电流量，并且控制器通过驱动电机产生用于协助驾驶员转向力的力。
在转向系统中，用于传送通过方向盘施加的驾驶员转向力和根据转向力产生的转向辅助性动力的构成元件包括：安装在方向盘的下侧的转向柱、将从转向柱传送的旋转力转换为直线力并且改变轮胎的方向的变速箱以及将传送至转向柱的旋转力传送至变速箱的万向接头。
这里，变速箱包括从万向接头接收旋转力的小齿轮以及具有与小齿轮啮合的齿条的齿条杆，并且当小齿轮旋转时齿条杆通过齿条向左和向右直线移动。
在这种情况下，在齿条杆向左和向右直线移动时产生的力，经由拉杆和球窝接头被传送至轮胎，从而改变轮胎的方向。
同时，由于部件长时间使用，可发生电机驱动动力转向系统的部件的机械磨损或耐久性退化，使得电机驱动动力转向系统的输出可改变。
如果电机驱动动力转向系统的输出改变，那么存在由驾驶员感受的转向感觉变化的问题，并且因此需要补偿对于部件的磨损或退化的输出的方法。
图1(现有技术)为说明现有技术中的问题的视图，并且示出对于齿条-小齿轮的耐久性测试数据。数据示出齿条-小齿轮的摩擦程度相对于耐久性测试转向的次数的累计值，即当在车辆车轮停止的状态下方向盘重复地且完全地向左和向右转动时，耐久性测试的方向盘的左/右全转动转向的次数。
如图1所示，可看出随着耐久性测试转向的次数的累计值增大，由于磨损的发生，齿条-小齿轮的摩擦程度降低。
除齿条-小齿轮的磨损之外，还由于当部件已使用长时间段时发生的部件(如转向系统中的转向电机或衬套)的磨损和耐久性退化，甚至在相同状况下由于部件之间的摩擦降低，转向系统的输出可改变，这可改变由驾驶员感受的转向感觉。
图2(现有技术)为说明现有技术中的问题的另一视图，并且示出指示特定车辆速度条件下的转向角度和转向扭矩的曲线，其中(a)为指示当电机驱动动力转向系统被安装在车辆中并且开始初始启动时的转向扭矩的滞后曲线(hysteresis curve)，并且(b)为指示在电机驱动动力转向系统操作预定时间段并且发生耐久性退化时已改变的转向扭矩的滞后曲线。
在发生耐久性退化(如图2所示)的情况下，当驾驶员操纵方向盘时，驾驶员感受轻且松的转向感觉(即转向力小)，并且具体地，在中心部分(即方向盘的中间位置)处转向力显著变小。
因此，需要即使发生部件的磨损或耐久性退化也允许驾驶员感受在发生部件的磨损或耐久性退化之前的初始转向感觉的控制逻辑。
在组装部件之后，由于在制造部件时的制造改变，机械摩擦的程度可改变，并且因此，还需要补偿机械摩擦程度的变化以及允许驾驶员感受预定水平的转向感觉的方法。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此其可包含不形成本国家本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供用于控制电机驱动动力转向系统的装置和方法，其能够抑制可由电机驱动动力转向系统中部件的磨损和退化引起的转向感觉的变化或改变以及由在制造部件时制造改变引起的机械摩擦程度的改变，并维持预定水平的初始转向感觉。
在一个方面，本发明提供用于控制电机驱动动力转向系统的装置，该装置包括：补偿逻辑单元，其计算梯度值，并且通过使用计算的梯度值确定并输出扭矩补偿量，所述梯度值指示当获得在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值以及在检测到预定的第二转向角度的第二时间点处的转向扭矩检测值和齿条推力值时，相对于在第一时间点和第二时间点处的转向角度的转向扭矩的变化率或齿条推力值的变化率；电机驱动动力转向(MDPS)基本逻辑单元，其基于包括转向角度检测值和驾驶员输入扭矩值的驾驶员转向输入信息以及包括车辆速度检测值的车辆状态信息计算用于转向辅助的电机控制值，根据通过补偿逻辑单元确定的扭矩补偿量补偿通过扭矩传感器检测的转向扭矩检测值，然后使用补偿的扭矩值作为驾驶员输入扭矩值；以及电机控制逻辑单元，其根据通过MDPS基本逻辑单元计算的电机控制值控制转向电机的操作。
在另一方面，本发明提供用于控制电机驱动动力转向系统的方法，该方法包括：通过控制器，保存在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值；通过控制器，获得在检测到预定的第二转向角度的第二时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值；通过控制器，计算梯度值，所述梯度值指示相对于在第一时间点和第二时间点处的转向角度的转向扭矩的变化率或齿条推力值的变化率；通过控制器，通过使用计算的梯度值确定扭矩补偿量；通过控制器，通过根据扭矩补偿量补偿通过扭矩传感器检测的转向扭矩检测值，获得驾驶员输入扭矩值；通过控制器，基于包括转向角度检测值和驾驶员输入扭矩值的驾驶员转向输入信息以及包括车辆速度检测值的车辆状态信息计算用于转向辅助的电机控制值；以及通过控制器，根据计算的电机控制值控制转向电机的操作。
在另一方面，一种含有由处理器执行的程序指令的非暂态计算机可读介质包括：程序指令，其保存在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值；程序指令，其获得在检测到预定的第二转向角度的第二时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值；程序指令，其计算梯度值，所述梯度值指示相对于在第一时间点和第二时间点处的转向角度的转向扭矩的变化率或齿条推力值的变化率；程序指令，其通过使用计算的梯度值确定扭矩补偿量；程序指令，其通过根据扭矩补偿量补偿通过扭矩传感器检测的转向扭矩检测值，获得驾驶员输入扭矩值；程序指令，其基于包括转向角度检测值和驾驶员输入扭矩值的驾驶员转向输入信息以及包括车辆速度检测值的车辆状态信息计算用于转向辅助的电机控制值；以及程序指令，其根据计算的电机控制值控制转向电机的操作。
根据用于控制电机驱动动力转向系统装置和方法，以及根据本发明的非暂态计算机可读介质，通过应用学习控制方法(其通过比较参考值与相对于转向角度的转向扭矩(或齿条推力值)的变化率平均数据(学习的、建立的且求平均的)确定扭矩补偿量，并根据确定的扭矩补偿量补偿驾驶员输入扭矩)，可能有效地抑制转向感觉的变化并且可维持初始转向感觉，转向感觉的变化可由部件的磨损和退化引起。
下文讨论本发明的其它方面和优选实施例。
附图说明
现在将参考在附图中阐明的具体的示例性实施例详细地描述本发明的上述内容和其它特征，其中下文中的附图仅以举例说明的方式给出，且因此不是对本发明的限制，并且其中：
图1(现有技术)为示出由于在电机驱动动力转向系统中磨损的发生，齿条-小齿轮的摩擦程度降低的曲线图；
图2(现有技术)为指示由于电机驱动动力转向系统中耐久性退化的发生而改变的转向扭矩的滞后曲线；
图3为示出根据本发明的示例性实施例的电机驱动动力转向系统的构造的方框图；
图4为示出在驾驶员转向输入时的转向角度和转向扭矩的曲线图；
图5为说明根据本发明在控制电机驱动动力转向系统的过程期间获得梯度值的视图；
图6为示出根据本发明控制电机驱动动力转向系统的过程的流程图；以及
图7为示出在本发明中其中根据梯度变化率设定扭矩补偿量的示例的视图。
应当理解，附图未必按比例绘制，其呈现出说明本发明基本原理的各种优选特征的某种程度上的简化表达。如本文公开的本发明的具体设计特征，包括例如，具体的尺寸、取向、位置和形状将部分地由特定的预期应用和使用环境确定。
在图中，贯穿附图的几个图片的附图标记指本发明的相同或等效部件。
具体实施方式
应当理解，如本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它相似的术语通常包括机动车辆在内，如乘用车，包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各类商用车、包括各种各样船只和轮船的水运工具、飞机等，还包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(如非石油资源衍生的燃料)。如本文提及，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电力动力的车辆。
本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不是希望限制本发明。如本文使用，除非上下文另外清楚地表明，否则单数形式“一种/个(a/an)”、以及“该”也包括复数形式。应当进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包含的”限定了所述特征、整数、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如本文使用，术语“和/或”包括了一个或多个关联的列举的术语的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确相反描述，否则单词“包含”及变体如“包含”或“包含的”将理解为意指包括所述要素但不排除任何其它要素。另外，在本说明书中描述的术语“单元”、“-器”、“-物”和“模块”意指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可通过硬件部件或软件部件以及它们的组合实现。
此外，本发明的控制逻辑可实施为在计算机可读介质上的非暂态计算机可读介质，其中计算机可读介质含有由处理器、控制器等执行的可执行的程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可分布于连接网络的计算机系统，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如，通过远程服务器或控制器局域网(CAN)。
下文，现在将详细地参考本发明的各种实施例，其中的示例在附图说明并在下文描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，但应当理解，本说明书并非希望将本发明限制于那些示例性实施例中。相反地，本发明不仅希望包括示例性实施例，而且还包括各种替代、修改、等效体和其它实施例，其可包括在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
下文，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例，使得本发明所属领域的技术人员可容易地实施示例性实施例。
本发明提供用于控制电机驱动动力转向系统的装置和方法，其能够抑制转向感觉的变化并维持初始转向感觉的装置和方法，转向感觉的变化可由电机驱动动力转向系统中部件的磨损和退化引起。
为此，本发明提供控制装置和控制方法，其获得在第一转向角度下和第一时间点处检测到的转向扭矩的数据以及在第二转向角度下和第二时间点处检测到的转向扭矩的数据，作为在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处和在之后检测到预定的第二转向角度的第二时间点处的驾驶员转向输入信息，在驾驶员方向盘操纵(驾驶员转向输入)时重复地获得、保存并学习在相应时间点(第一转向角度检测时间点和第二转向角度检测时间点)处的数据，并且通过使用重复获得的学习数据计算用于驾驶员输入扭矩值的扭矩补偿量。
这里，转向扭矩可被齿条推力值取代。
当如上所述计算扭矩补偿量时，通过使用扭矩补偿量补偿根据实时检测的驾驶员输入扭矩的转向扭矩检测值，即驾驶员转向输入(方向盘操纵)，并且通过使用补偿的扭矩值作为驾驶员输入扭矩值进行转向辅助控制。
图3为示出根据本发明的示例性实施例的电机驱动动力转向系统的构造的方框图。
根据本发明的示例性实施例的电机驱动动力转向系统包括检测转向信息的至少一个传感器、控制器(MDPS ECU)20以及包括转向电机(MDPS电机)和逆变器的电机单元30。
这里，转向信息可包括以下项中的至少一种：转向角度(柱输入角度)、转向扭矩(方向盘扭矩和柱扭矩)、转向角速度(从转向角度信号的微分信号获得的角速度值)、车辆速度和车轮速度。为此，电机驱动动力转向系统可包括：根据驾驶员的方向盘操纵(驾驶员转向输入)检测转向角度的转向角度传感器11、检测通过方向盘输入的转向扭矩的扭矩传感器12、检测车辆速度的车辆速度传感器13以及检测每个车轮的车轮速度的车轮速度传感器14。
尽管未示出，但可使用另外的信息，使得可考虑车辆状态条件以便根据驾驶员方向盘操纵控制转向辅助，具体地，控制转向电机。例如，任选地可使用通过发动机旋转速度传感器检测的关于发动机旋转速度的信息，以及通过横摆率传感器检测的关于车辆的横摆率的信息。
因此，控制器20通过使用转向输入信息如通过传感器获得的转向角度、转向扭矩和转向角速度以及车辆状态信息如车辆速度、车轮速度、发动机旋转速度和横摆率，控制用于期望的电机扭矩输出的电机电流，以便驱动转向电机和控制转向电机的输出。
更详细地，控制器20的MDPS基本逻辑单元21基于转向输入信息如根据驾驶员方向盘操纵的转向角度检测值和转向扭矩检测值(实时检测的驾驶员输入扭矩值)，以及车辆状态信息如车辆速度检测值，计算用于输出用于协助驾驶员转向力的电机扭矩(转向辅助扭矩)的电机电流。
在典型的电机驱动动力转向系统中，电机控制逻辑单元23通过使用通过MDPS基本逻辑单元21计算的电机电流量(辅助性控制电流量作为电机控制值)作为目标值，输出用于控制电机电流的控制信号，并且基于控制信号，通过控制通过电机单元30的逆变器施加至转向电机的电机电流来控制转向电机的操作。
然而，在本发明中，补偿逻辑单元22获得在第一转向角度下和第一时间点处检测到的转向扭矩(驾驶员输入扭矩)的数据以及在第二转向角度下和第二时间点处检测到的转向扭矩(驾驶员输入扭矩)的数据，作为在车辆行驶时在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处和在之后检测到第二转向角度的第二时间点处的驾驶员转向输入信息，在驾驶员方向盘操纵(驾驶员转向输入)时重复地获得、保存并学习在相应时间点(第一转向角度检测时间点和第二转向角度检测时间点)处的数据，并且通过使用重复获得的学习数据计算扭矩补偿量。
这里，转向扭矩可被齿条推力值取代。
即，电机驱动动力转向系统根据在第一时间点和第二时间点处的驾驶员方向盘操纵，通过使用为转向系统设定的信息和在车辆行驶时实时收集的信息，估计并学习齿条推力值，并且通过使用第一转向角度、第二转向角度和学习的齿条推力值数据，补偿驾驶员输入扭矩值(转向扭矩检测值)。
当如上所述计算扭矩补偿量时，通过使用扭矩补偿量补偿根据实时检测的驾驶员输入扭矩值的转向扭矩检测值，即驾驶员转向输入(方向盘操纵)，并且通过使用补偿的扭矩值作为驾驶员输入扭矩值进行转向辅助控制。
当驾驶员操纵方向盘时驾驶员输入扭矩值为施加至方向盘的转向扭矩，并且通过扭矩传感器12实时检测驾驶员输入扭矩值。在本发明中，通过使用通过学习过程获得的学习数据计算扭矩补偿量，然后，补偿驾驶员输入扭矩，其为用于转向辅助控制的控制变量中的一个。
因此，MDPS基本逻辑单元21通过使用根据扭矩补偿量(通过补偿逻辑单元22获得)补偿的驾驶员输入扭矩值作为控制变量，而不是使用通过扭矩传感器12检测的转向扭矩检测值(驾驶员输入扭矩值)作为驾驶员输入扭矩值，计算用于转向辅助的电机电流量(电机控制值)，并且电机控制逻辑单元23通过使用补偿的电机电流量作为目标值，控制通过逆变器施加至转向电机的电机电流。
同时，在本发明中，在说明计算扭矩补偿量的方法之前，将参考图4(作为参考)描述转向系统的扭矩建立状态。
图4为示出在驾驶员转向输入时的转向角度和转向扭矩的曲线图，并且示出随着在中心位置处转向角度增大，转向扭矩增大。
参考图4，可看出当转向扭矩增大至特定转向角度并且扭矩建立(build up)时，扭矩建立变化根据摩擦的程度而改变。
因此，驾驶员根据转向系统的由部件的磨损和耐久性退化引起的摩擦程度感受不同转向力，并且具体地，驾驶员在中心改变转向时感受不同的力。
根据在图4中的扭矩建立曲线，由于部件的磨损或耐久性退化，随着转向系统的摩擦程度降低，扭矩建立曲线的梯度减小，并且当比较指示转向扭矩的变化率的梯度与在特定两个点(A1→A2)处的转向角度时，可看出，在发生磨损和耐久性退化的低摩擦的情况下的梯度(△b，低摩擦)小于在摩擦程度正常的情况下的梯度(△a，正常摩擦)(△b<△a)。
建立梯度为显著影响中心转向感觉的因素，并且有必要根据摩擦的程度按照梯度值补偿转向感觉。
因此，在本发明中，当建立梯度值大时，扭矩补偿量增大，并且当建立梯度值小时，扭矩补偿量减小，从而补偿建立梯度值，使得建立梯度值变成与初始调节值(目标值)梯度相同的水平，以便为与用于实际初始扭矩的建立参考相同的水平。
图4示出转向角度与转向扭矩之间的关系，并且甚至在转向角度和齿条推力值的情况下也实现类似于图4所示的方面的一个方面。因此，待下文描述的梯度可指示相对于在第一时间点和第二时间点处的转向角度检测值的转向扭矩变化率(在转向扭矩的情况下)，或可指示相对于在第一时间点和第二时间点处的转向角度检测值的齿条推力值变化率。
已知用于计算电机驱动动力转向系统的齿条推力值的各种方法，并且可使用公知的方法中的一种，并且可省略其详细描述，因为这种方法是在本领域中已知的技术。
例如，可基于传感器检测信息如转向系统的阻尼系数、包括惯性和质量的物理性质值、电机扭矩值以及实时检测的转向角度来计算齿条推力值。
用于计算齿条推力值的示例还公开于韩国专利申请公开10-2015-0131783(2015年11月25日)号中，其以引用方式并入本文，但本发明不限于用于计算齿条推力值的示例。
当如上所述计算扭矩补偿量时，当预定的第一转向角度(图4中A1)首先被检测到，然后在车辆行驶时第二转向角度(图4中A2)被检测到时，补偿逻辑单元22获得在检测到第一转向角度A1的第一时间点P1和检测到第二转向角度A2的第二时间点P2处的转向扭矩检测值T1与T2或齿条推力值Ft1与Ft2的数据，如图5所示。
随后，每次从第一转向角度到第二转向角度发生扭矩建立，重复地获得并保存转向扭矩检测值T1与T2或齿条推力值Ft1与Ft2的数据。
另外，每次重复地获得并保存转向扭矩检测值T1与T2或齿条推力值Ft1与Ft2的数据，重复地计算并保存指示相对于在两个时间点P1和P2处的转向角度的转向扭矩或齿条推力值的变化率的梯度△a作为学习数据。
当如上所述重复地计算梯度△a作为预定数量的学习数据时，计算相对于预定数量N的梯度值得平均值，并且通过使用梯度平均值计算扭矩补偿量。
在本发明中，P1可为当车辆直线行驶的时间点，并且第一转向角度可被设为0度，其为在中心位置处的角度。
图6为示出控制根据本发明的电机驱动动力转向系统的过程的流程图，并且7为示出在本发明中其中根据梯度变化率设定扭矩补偿量的示例的视图。
首先，在车辆的点火开关接通(IG-ON)之后，补偿逻辑单元22读取先前保存的学习数据，即当车辆先前行驶时在学习过程期间获得的预定数量的梯度值(S11)，并且读取并使用之前已学习的数据，因为难以在初始时间一次性地获得并保存预定量的数据。
随后，通过预定的诊断逻辑检查检测转向信息的传感器如扭矩传感器12或车辆速度传感器13是否损坏(S12)，并且仅在传感器正常且无故障或设备错误的情况下进行学习过程。
基于从车辆收集的信息，即转向输入信息(转向扭矩和转向角速度)和车辆状态信息(车轮速度)，确定车辆是否直线行驶(S13)，并且在确定车辆直线行驶的状态下保存在点P1处的值(S14)。
在这种情况下，在点P1(为在确定车辆直线行驶之后的起始点)处的值，为在车辆直线行驶的状态下的值，即，转向角度检测值(第一转向角度)和转向扭矩检测值(或齿条推力值)以及在学习期间重复检测的在点P1处的值可为相同的值。
如果在点P1处的第一转向角度为0度，那么转向扭矩可为0Nm，并且在检测到第二转向角度的点P2处的转向扭矩可根据扭矩建立状态根据摩擦的程度改变。
随后，在如上所述确定车辆直线行驶并且然后保存在点P1处的值之后，保存在扭矩建立之后在点P2处的值(S15)。
随后，在确定车辆直线行驶之后，通过使用在点P1处的值计算并保存梯度值△a，以及在扭矩建立之后点P2处的值。
随后，每次重复在确定车辆直线行驶之后保存在点P1处的值的过程和在扭矩建立之后保存在点P2处的值的过程，通过相同方法计算梯度值△a作为学习数据，并且然后存储重新计算的梯度值(S16)。
确定车辆是否直线行驶的过程可被设定成基于转向扭矩检测值、车轮速度检测值和转向角速度确定车辆是否直线行驶，并且更具体地，在满足转向扭矩检测值为预设扭矩或更小的条件、前左轮与前右轮之间的车轮速度差值为预设值或更小的条件和转向角速度为预设角速度1或更小的条件的情况下，该过程可被设定成确定车辆直线行驶。
在满足转向扭矩检测值为预设扭矩或更大的条件、转向角度变化量为预设角度或更大的条件和转向角速度为预设角速度2或更小的条件的情况下，在检测到第二转向角度的时间点P2处获得并保存转向扭矩或齿条推力值的数据。
该条件为用于确定扭矩建立是否已进行至可获得在点P2处的数据的程度。
随后，检查是否满足N学习数据量(S17)，并且在获得并保存预定数量N的梯度值△a之后，计算并保存梯度值的平均值(S18)。
随后，比较预定参考梯度值△b与梯度平均值，并且基于比较值确定扭矩补偿量(S19)。
可通过在车辆行驶时重复前述方法重新获得并更新扭矩补偿量，并且当更新扭矩补偿量时，重新应用更新的扭矩补偿量，从而实时补偿驾驶员输入扭矩值。
预设的梯度值为通过先前测试和研究过程获得然后预设并保存在补偿逻辑单元22中的最优化的数据，并且获得在第一转向角度下的转向扭矩值(或齿条推力值)和在第二转向角度下的转向扭矩值(或齿条推力值)作为通过先前测试和研究过程最优化的测试数据，然后可存储并使用其梯度值作为参考梯度值△b。
当如上所述通过补偿逻辑单元22获得扭矩补偿量时，通过使用扭矩补偿量实时补偿在车辆行驶时在驾驶员转向输入(方向盘操纵)时输入到MDPS基本逻辑单元21的驾驶员输入扭矩值，即，由扭矩传感器12检测的转向扭矩检测值(S20)。
即，通过将扭矩补偿量加到实时检测的驾驶员输入扭矩值或从其中减去扭矩补偿量所获得的值，实际上在MDPS基本逻辑单元21中用作用于转向辅助的控制变量，并且随后，通过使用补偿的扭矩值作为实际驾驶员输入扭矩值，通过MDPS基本逻辑单元21和电机控制逻辑单元23，控制用于转向辅助的转向电机的输出。
当更具体地描述使用梯度平均值和参考梯度值△b计算扭矩补偿量时，可根据梯度平均值和参考梯度值△b之间的差值，并且具体地相对于参考梯度值△b的梯度变化率来确定扭矩补偿量，即，参考梯度值△b与梯度平均值之间的差值除以参考梯度值△b，然后获得差值相对于参考梯度值△b的百分比，以确定对应于梯度变化率(百分比值)的扭矩补偿量。
在这种情况下，如图7所示，在补偿逻辑单元22中保存并使用根据梯度变化率值确定扭矩补偿值的补偿值数据，并且可从补偿值数据获得对应于计算的梯度变化率值的补偿值，即扭矩补偿量。
参考在图7中的补偿值数据，可看出，随着梯度变化率值增大，扭矩补偿量被设定为更大的值。
图7中的补偿值数据也为通过先前测试和研究过程获得并提前保存在补偿逻辑单元22中的数据。
如上所述，在本发明中，在学习过程期间，在确定车辆是否正直线行驶并且扭矩建立之后，通过使用在点P1和P2处的值来计算梯度，并且通过相同方法重复地获得预定数量的梯度，并且然后通过累计梯度获得梯度平均值，并且在这种情况下，可应用每次计算并保存新的梯度，逐个依次从最旧数据起相继地删除先前梯度数据，并通过使用预定量的剩余梯度数据计算平均值的方法。
或者，还可应用当计算并获得预定数量的梯度值时，立刻删除先前数据，通过使用重新获得的预定数量的梯度值计算梯度平均值，并且然后通过使用在驾驶员转向输入时的新梯度平均值实时补偿扭矩的方法。
另外，当发动机关闭时，如最终获得的预定数量的梯度值、梯度值的平均值以及梯度平均值与参考梯度值之间的差值的数据被保存作为学习数据(S21)。
已参考本发明的优选实施例详细描述本发明。然而，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和精神、在所附权利要求及其等同物中限定的范围的情况下，可对这些实施例做改变。

Claims (16)

1.一种用于控制电机驱动动力转向系统的装置，所述装置包括：
补偿逻辑单元，其计算梯度值，并且通过使用计算出的梯度值确定并输出扭矩补偿量，所述梯度值指示当获得在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值以及在检测到预定的第二转向角度的第二时间点处的转向扭矩检测值和齿条推力值时，相对于在所述第一时间点和所述第二时间点处的转向角度的转向扭矩的变化率或齿条推力值的变化率；
电机驱动动力转向基本逻辑单元，其基于包括转向角度检测值和驾驶员输入扭矩值的驾驶员转向输入信息以及包括车辆速度检测值的车辆状态信息计算用于转向辅助的电机控制值，根据通过所述补偿逻辑单元确定的所述扭矩补偿量补偿通过扭矩传感器检测的转向扭矩检测值，然后将经补偿的扭矩值用作所述驾驶员输入扭矩值；以及
电机控制逻辑单元，其根据通过所述电机驱动动力转向基本逻辑单元计算的所述电机控制值控制转向电机的操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述补偿逻辑单元基于从所述车辆收集的信息确定车辆是否直线行驶，并且当所述补偿逻辑单元确定所述车辆直线行驶时，将在所述第一时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值连同所述第一转向角度保存在一起，使得在所述第一时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值用于计算梯度值。
3.根据权利要求2所述的装置，其中当满足所述转向扭矩检测值为预设扭矩或更小的条件、前左轮与前右轮之间的车轮速度差值为预设值或更小的条件和转向角速度为预设角速度或更小的条件时，所述补偿逻辑单元确定所述车辆直线行驶。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述补偿逻辑单元当满足所述转向扭矩检测值为预设扭矩或更大的条件、转向角度变化量为预设角度或更大的条件和转向角速度为预设角速度或更小的条件时，获得在所述第二时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值，并且当计算梯度值时连同所述第二转向角度一起使用在所述第二时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述补偿逻辑单元保存计算出的梯度值，获得在检测到所述第一转向角度的下一个第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值以及在检测到所述第二转向角度的下一个第二时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值，并且通过相同方法计算并保存梯度值，随后，当通过使用在所述下一个第一时间点处的数据和在所述下一个第二时间点处的数据重复计算所述梯度值的过程保存预定数量的梯度值时，所述补偿逻辑单元通过使用梯度平均值确定所述扭矩补偿量，所述梯度平均值为所保存的梯度值的平均值。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述补偿逻辑单元被设定成根据所述梯度平均值与预定参考梯度值之间的差值确定所述扭矩补偿量。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述补偿逻辑单元被设定成获得所述梯度平均值与所述参考梯度值之间的差值，获得梯度变化率，然后确定对应于所获得的梯度变化率的所述扭矩补偿量，其中所述梯度变化率为所述差值相对于所述参考梯度值的百分比值。
8.根据权利要求7所述的装置，其中在所述补偿逻辑单元中，所述扭矩补偿量被设定成随着所述梯度变化率增大，具有更大的值。
9.一种用于控制电机驱动动力转向系统的方法，所述方法包括以下步骤：
通过控制器，保存在检测到预定的第一转向角度的第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值；
通过所述控制器，获得在检测到预定的第二转向角度的第二时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值；
通过所述控制器，计算梯度值，所述梯度值指示相对于在所述第一时间点和所述第二时间点处的转向角度的转向扭矩的变化率或齿条推力值的变化率；
通过所述控制器，通过使用计算出的梯度值确定扭矩补偿量；
通过所述控制器，通过根据所述扭矩补偿量补偿通过扭矩传感器检测的转向扭矩检测值，获得驾驶员输入扭矩值；
通过控制器，基于包括转向角度检测值和驾驶员输入扭矩值的驾驶员转向输入信息以及包括车辆速度检测值的车辆状态信息计算用于转向辅助的电机控制值；以及
通过所述控制器，根据计算出的电机控制值控制转向电机的操作。
10.根据权利要求9所述的方法，其中基于从所述车辆收集的信息确定车辆是否直线行驶，并且当确定所述车辆直线行驶时，将在所述第一时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值连同所述第一转向角度保存在一起，使得在所述第一时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值用于计算梯度值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中当满足所述转向扭矩检测值为预设扭矩或更小的条件、前左轮与前右轮之间的车轮速度差值为预设值或更小的条件和转向角速度为预设角速度1或更小的条件时，确定所述车辆直线行驶。
12.根据权利要求9所述的方法，其中当满足所述转向扭矩检测值为预设扭矩或更大的条件、转向角度变化量为预设角度或更大的条件和其中转向角速度为预设角速度2或更小的条件时，获得在所述第二时间点处的所述转向扭矩检测值或所述齿条推力值并连同所述第二转向角度一起使用，以计算梯度值。
13.根据权利要求9所述的方法，其中保存计算出的梯度值，获得在检测到所述第一转向角度的下一个第一时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值以及在检测到所述第二转向角度的下一个第二时间点处的转向扭矩检测值或齿条推力值，通过相同方法计算并保存梯度值，随后，当通过使用在所述下一个第一时间点处的数据和在所述下一个第二时间点处的数据重复计算所述梯度值的过程保存预定数量的梯度值时，通过使用梯度平均值确定所述扭矩补偿量，所述梯度平均值为所述保存的梯度值的平均值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中根据所述梯度平均值与预定参考梯度值之间的差值确定所述扭矩补偿量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中获得所述梯度平均值与所述参考梯度值之间的差值，获得梯度变化率，然后确定对应于所获得的梯度变化率的扭矩补偿量，其中所述梯度变化率为所述差值相对于所述参考梯度值的百分比值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述扭矩补偿量被设定成随着所述梯度变化率增大，具有更大的值。
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